桥接模式的理解

桥接模式的定义与特点

桥接（Bridge）模式的定义如下：将抽象与实现分离，使它们可以独立变化。它是用组合关系代替继承关系来实现，从而降低了抽象和实现这两个可变维度的耦合度。

通过上面的讲解，我们能很好的感觉到桥接模式遵循了里氏替换原则和依赖倒置原则，最终实现了开闭原则，对修改关闭，对扩展开放。这里将桥接模式的优缺点总结如下。

桥接（Bridge）模式的优点是：

• 抽象与实现分离，扩展能力强
• 符合开闭原则
• 符合合成复用原则
• 其实现细节对客户透明

缺点是：由于聚合关系建立在抽象层，要求开发者针对抽象化进行设计与编程，能正确地识别出系统中两个独立变化的维度，这增加了系统的理解与设计难度。

桥接模式的结构与实现

可以将抽象化部分与实现化部分分开，取消二者的继承关系，改用组合关系。

1. 模式的结构

桥接（Bridge）模式包含以下主要角色。

1. 抽象化（Abstraction）角色：定义抽象类，并包含一个对实现化对象的引用。
2. 扩展抽象化（Refined Abstraction）角色：是抽象化角色的子类，实现父类中的业务方法，并通过组合关系调用实现化角色中的业务方法。
3. 实现化（Implementor）角色：定义实现化角色的接口，供扩展抽象化角色调用。
4. 具体实现化（Concrete Implementor）角色：给出实现化角色接口的具体实现。

其结构图如图 1 所示。

 

 

 

图1 桥接模式的结构图

2. 模式的实现

桥接模式的代码如下：

package bridge;
public class BridgeTest {
    public static void main(String[] args) {
        Implementor imple = new ConcreteImplementorA();
        Abstraction abs = new RefinedAbstraction(imple);
        abs.Operation();
    }
}
//实现化角色
interface Implementor {
    public void OperationImpl();
}
//具体实现化角色
class ConcreteImplementorA implements Implementor {
    public void OperationImpl() {
        System.out.println("具体实现化(Concrete Implementor)角色被访问");
    }
}
//抽象化角色
abstract class Abstraction {
    protected Implementor imple;
    protected Abstraction(Implementor imple) {
        this.imple = imple;
    }
    public abstract void Operation();
}
//扩展抽象化角色
class RefinedAbstraction extends Abstraction {
    protected RefinedAbstraction(Implementor imple) {
        super(imple);
    }
    public void Operation() {
        System.out.println("扩展抽象化(Refined Abstraction)角色被访问");
        imple.OperationImpl();
    }
}
​

程序的运行结果如下：

扩展抽象化(Refined Abstraction)角色被访问
具体实现化(Concrete Implementor)角色被访问

桥接模式的应用实例

【例1】用桥接（Bridge）模式模拟女士皮包的选购。

分析：女士皮包有很多种，可以按用途分、按皮质分、按品牌分、按颜色分、按大小分等，存在多个维度的变化，所以采用桥接模式来实现女士皮包的选购比较合适。

本实例按用途分可选钱包（Wallet）和挎包（HandBag），按颜色分可选黄色（Yellow）和红色（Red）。可以按两个维度定义为颜色类和包类。

颜色类（Color）是一个维度，定义为实现化角色，它有两个具体实现化角色：黄色和红色，通过 getColor() 方法可以选择颜色；包类（Bag）是另一个维度，定义为抽象化角色，它有两个扩展抽象化角色：挎包和钱包，它包含了颜色类对象，通过 getName() 方法可以选择相关颜色的挎包和钱包。

客户类通过 ReadXML 类从 XML 配置文件中获取包信息，并把选到的产品通过窗体显示出现，图 2 所示是其结构图。

 

 

 

图2 女士皮包选购的结构图

程序代码如下：

package bridge;
import org.w3c.dom.NodeList;
import javax.swing.*;
import javax.xml.parsers.DocumentBuilder;
import javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory;
import java.awt.*;
public class BagManage {
    public static void main(String[] args) {
        Color color;
        Bag bag;
        color = (Color) ReadXML.getObject("color");
        bag = (Bag) ReadXML.getObject("bag");
        bag.setColor(color);
        String name = bag.getName();
        show(name);
    }
    public static void show(String name) {
        JFrame jf = new JFrame("桥接模式测试");
        Container contentPane = jf.getContentPane();
        JPanel p = new JPanel();
        JLabel l = new JLabel(new ImageIcon("src/bridge/" + name + ".jpg"));
        p.setLayout(new GridLayout(1, 1));
        p.setBorder(BorderFactory.createTitledBorder("女士皮包"));
        p.add(l);
        contentPane.add(p, BorderLayout.CENTER);
        jf.pack();
        jf.setVisible(true);
        jf.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
    }
}
//实现化角色：颜色
interface Color {
    String getColor();
}
//具体实现化角色：黄色
class Yellow implements Color {
    public String getColor() {
        return "yellow";
    }
}
//具体实现化角色：红色
class Red implements Color {
    public String getColor() {
        return "red";
    }
}
//抽象化角色：包
abstract class Bag {
    protected Color color;
    public void setColor(Color color) {
        this.color = color;
    }
    public abstract String getName();
}
//扩展抽象化角色：挎包
class HandBag extends Bag {
    public String getName() {
        return color.getColor() + "HandBag";
    }
}
//扩展抽象化角色：钱包
class Wallet extends Bag {
    public String getName() {
        return color.getColor() + "Wallet";
    }
}
package bridge;
        import javax.xml.parsers.*;
        import org.w3c.dom.*;
        import java.io.*;
class ReadXML {
    public static Object getObject(String args) {
        try {
            DocumentBuilderFactory dFactory = DocumentBuilderFactory.newInstance();
            DocumentBuilder builder = dFactory.newDocumentBuilder();
            Document doc;
            doc = builder.parse(new File("src/bridge/config.xml"));
            NodeList nl = doc.getElementsByTagName("className");
            Node classNode = null;
            if (args.equals("color")) {
                classNode = nl.item(0).getFirstChild();
            } else if (args.equals("bag")) {
                classNode = nl.item(1).getFirstChild();
            }
            String cName = "bridge." + classNode.getNodeValue();
            Class<?> c = Class.forName(cName);
            Object obj = c.newInstance();
            return obj;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}
​

程序的运行结果如图 3 所示。

 

 

图3 女士皮包选购的运行结果1

如果将 XML 配置文件按如下修改：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<config>
    <className>Red</className>
    <className>Wallet</className>
</config>

则程序的运行结果如图 4 所示。

 

 

图4 女士皮包选购的运行结果2

桥接模式的应用场景

当一个类内部具备两种或多种变化维度时，使用桥接模式可以解耦这些变化的维度，使高层代码架构稳定。

桥接模式通常适用于以下场景。

1. 当一个类存在两个独立变化的维度，且这两个维度都需要进行扩展时。
2. 当一个系统不希望使用继承或因为多层次继承导致系统类的个数急剧增加时。
3. 当一个系统需要在构件的抽象化角色和具体化角色之间增加更多的灵活性时。

桥接模式的一个常见使用场景就是替换继承。我们知道，继承拥有很多优点，比如，抽象、封装、多态等，父类封装共性，子类实现特性。继承可以很好的实现代码复用（封装）的功能，但这也是继承的一大缺点。

因为父类拥有的方法，子类也会继承得到，无论子类需不需要，这说明继承具备强侵入性（父类代码侵入子类），同时会导致子类臃肿。因此，在设计模式中，有一个原则为优先使用组合/聚合，而不是继承。

 

 

 

很多时候，我们分不清该使用继承还是组合/聚合或其他方式等，其实可以从现实语义进行思考。因为软件最终还是提供给现实生活中的人使用的，是服务于人类社会的，软件是具备现实场景的。当我们从纯代码角度无法看清问题时，现实角度可能会提供更加开阔的思路。

桥接模式模式的扩展

在软件开发中，有时桥接（Bridge）模式可与适配器模式联合使用。当桥接（Bridge）模式的实现化角色的接口与现有类的接口不一致时，可以在二者中间定义一个适配器将二者连接起来，其具体结构图如图 5 所示。

 

 

 

图5 桥接模式与适配器模式联用的结构图

 

转载自：https://zhuanlan.zhihu.com/p/444297771

 

桥接模式(Bridge Pattern)——处理多维度变化

 

说明：设计模式系列文章是读刘伟所著《设计模式的艺术之道(软件开发人员内功修炼之道)》一书的阅读笔记。个人感觉这本书讲的不错，有兴趣推荐读一读。详细内容也可以看看此书作者的博客https://blog.csdn.net/LoveLion/article/details/17517213

在正式介绍桥接模式之前，先跟大家谈谈两种常见文具的区别，它们是毛笔和蜡笔。

假如我们需要大中小3种型号的画笔，能够绘制12种不同的颜色，如果使用蜡笔，需要准备3×12 = 36支，但如果使用毛笔的话，只需要提供3种型号的毛笔，外加12个颜料盒即可，涉及到的对象个数仅为 3 + 12 = 15，远小于36，却能实现与36支蜡笔同样的功能。

如果增加一种新型号的画笔，并且也需要具有12种颜色，对应的蜡笔需增加12支，而毛笔只需增加一支。

为什么会这样呢？

通过分析我们可以得知：在蜡笔中，颜色和型号两个不同的变化维度（即两个不同的变化原因）融合在一起，无论是对颜色进行扩展还是对型号进行扩展都势必会影响另一个维度；但在毛笔中，颜色和型号实现了分离，增加新的颜色或者型号对另一方都没有任何影响。

如果使用软件工程中的术语，我们可以认为在蜡笔中颜色和型号之间存在较强的耦合性，而毛笔很好地将二者解耦，使用起来非常灵活，扩展也更为方便。在软件开发中，我们也提供了一种设计模式来处理与画笔类似的具有多变化维度的情况，即本章将要介绍的桥接模式。

模式概述#

桥接模式是一种很实用的结构型设计模式。

如果软件系统中某个类存在两个独立变化的维度，通过该模式可以将这两个维度分离出来，使两者可以独立扩展，让系统更加符合“单一职责原则”。

与多层继承方案不同，它将两个独立变化的维度设计为两个独立的继承等级结构，并且在抽象层建立一个抽象关联，该关联关系类似一条连接两个独立继承结构的桥，故名桥接模式。

模式定义#

桥接模式用一种巧妙的方式处理多层继承存在的问题，用抽象关联取代了传统的多层继承，将类之间的静态继承关系转换为动态的对象组合关系，使得系统更加灵活，并易于扩展，同时有效控制了系统中类的个数。

桥接模式(Bridge Pattern)：将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化。它是一种对象结构型模式。

模式结构图#

在使用桥接模式时，我们首先应该识别出一个类所具有的两个独立变化的维度，将它们设计为两个独立的继承等级结构，为两个维度都提供抽象层，并建立抽象耦合。

通常情况下，我们将具有两个独立变化维度的类的一些普通业务方法和与之关系最密切的维度设计为“抽象类”层次结构（抽象部分），而将另一个维度设计为“实现类”层次结构（实现部分）。

例如： 对于毛笔而言，由于型号是其固有的维度，因此可以设计一个抽象的毛笔类，在该类中声明并部分实现毛笔的业务方法，而将各种型号的毛笔作为其子类；颜色是毛笔的另一个维度，由于它与毛笔之间存在一种“设置”的关系，因此我们可以提供一个抽象的颜色接口，而将具体的颜色作为实现该接口的子类。

在此，型号可认为是毛笔的抽象部分，而颜色是毛笔的实现部分，结构示意图如下图所示：

模式总结#

桥接模式是设计Java虚拟机和实现JDBC等驱动程序的核心模式之一，应用较为广泛。

在软件开发中如果一个类或一个系统有多个变化维度时，都可以尝试使用桥接模式对其进行设计。

桥接模式为多维度变化的系统提供了一套完整的解决方案，并且降低了系统的复杂度。

优点#

1. 分离抽象接口及其实现部分。
2. 桥接模式可以取代多层继承方案，多层继承方案违背了“单一职责原则”，复用性较差，且类的个数非常多，桥接模式是比多层继承方案更好的解决方法，它极大减少了子类的个数。
3. 桥接模式提高了系统的可扩展性，在两个变化维度中任意扩展一个维度，都不需要修改原有系统，符合“开闭原则”。

适用场景#

1. 一个类存在两个（或多个）独立变化的维度，且这两个（或多个）维度都需要独立进行扩展。
2. 对于那些不希望使用继承或因为多层继承导致系统类的个数急剧增加的系统，桥接模式尤为适用。

 

转自：https://www.cnblogs.com/bytesfly/p/bridge-pattern.html